Kapitel 1 - Einführung

1. Einführung 

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Monika Jarosch 

Vermessungsskript - Stand : SS2008 

!! Die Gliederungsstruktur des Skripts wird vorausgesetzt … Das Skript wird 

allerdings nicht „vorgelesen“ – sondern an entscheidenden Stellen erläutert 

und mit Bemerkungen ergänzt! 

1.1 Zielsetzung 

Vermessungskunde - was soll das eigentlich ? 

… bietet Grundlage für sinnvolles Planen und geordnetes Bauen! 

Medium: Pläne und Karten 

• Verdichtung des Festpunktfeldes 

• etwas aufnehmen und im Plan auftragen, was sich schon im Gelände befindet 

- Bauwerke 

- Anlagen 

- Grundstücke 

z.B. Gebäudeecken, Bäume, Gewässerläufe 

Erfassung durch Vermessung! 

Dokumentation in Plänen. 

• ein Gelände selbst aufnehmen 

- Topografie 

• etwas abstecken, was ins Gelände soll 

= Übertragung von Planungen in die Örtlichkeit 

z.B. Achse einer neuen Straße 

• Sowie während der Bauausführung: 

Überprüfung und Überwachung der Bauausführung 

nach Lage und Höhe 

Seite 1-1

Beobachtungen 

(Daten) 

Sensor 

Ziel 



Messungen: 

analog (optisch) 

digital (elektronisch) 

von Lage und Höhe 

Längenmessung s 

Höhenmessung ∆h 

= Vertikalmessung 

Richtungsmessung 

= Horizontalmessung 

(Winkelberechnung) 

womit ? 

Instrumente: 

Rollbandmaß 

Elektronische Streckenmessung 

Optische Nivelliere 

Elektronische Nivelliere 

Analoge und digitale Theodolite 

Digitale Tachymeter 

Computertachymeter 

Totalstation 

GPS 

Laserscanner 

Auswertung 

Durchgehender Datenfluss! 

- Koordinaten (x , y) berechnen (Eckpunkte,Trassenpunkte) 

+ Höhen rechnen (h) 

- Flächen rechnen (Flurstück, Grundstück) 

- Massen rechnen (Aushub, Auftrag) 

Seite 1-2

Zusammenhang : 


Grundlage der Vermessung sind Bezugsflächen, Koordinatensysteme, Maße sowie 

ein Verständnis für Fehler, Standardabweichungen und den Vertrauensbereich. 

Insbesondere relevant sind die Toleranzen im Bauwesen! 

Bezugssystem 

Rechenverfahren 

Fehlerbehandlung 

1.2 Einordnung: 

Erdmessung, Landesvermessung und Detailvermessung 

Quelle: Welt der Wunder, TV14 

GEODÄSIE - γη δαιω … Erde - ich teile 

GEOID (griech.) … Erde 


Seite 1-3 

Messverfahren 

Instrumente 

Wie hoch können Berge werden? Maximal 9000 m! 

• Isostasie! 

• Eindringen der Basis in die Erdkruste je nach Höhe 

• Ab einer Höhe von (ca) 9000 m kann die Erdkruste den Fuß des Berges nicht 

mehr halten … 

(demhingegen: Mars – ohne Plattentektonik … mit dem höchsten Berg des Sonnensystems)

„Messung“ = 

„Vermessung“ = 


1 Messungsgang 

Summe aller Messungen, die für die Erfassung 

eines Objektes erforderlich sind ! 

VERMESSUNGSKUNDE 

Vermessung und Berechnung größerer oder kleinerer Teile der Erdoberfläche 

→ Darstellung in Karten 

→ Darstellung in Geoinformationssystemen! 

Die unterschiedlichen Themenbereiche sind charakterisiert durch ihre Bezugsflächen! 

geometrische und physikalische 

Erdmodellparameter 

Erdmessung 

physikalische Geodäsie 

Bezug: Geoid 

= Fläche, die in jedem 

Punkt senkrecht zur 

Schwerkraftrichtung 

steht! 

≈ Meeresoberfläche 

Größte Abweichung zu 

Rotationselleipsoid: 

≈ 80 m !! 


Bestimmung von Lage- 

/Schwere-/ 

Höhenfestpunkten zur Erfassung 

der Oberfläche 

eines Landes ; 

topographische Karten 

Landesvermessung 

→ Vermessungspunktfeld 

Bezug: Erdellipsoid 

Äquatorradius: 

a= 6 378 137 m 

Polradius: 

b= 6 356 752 m 

Abplattung 

f=(a-b)/a=1:298,25 

Basis für Basis für 

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Land- oder Feldmessung; 

Detailvermessung 

engl.: surveying 

Bezug: Horizontalebene 

bis Größe 10 * 10 km

Quelle: Weber, F., Verm-Ing. 6/1989, pp.189-180. 


Satellitengeodäsie macht es aus 6750 km Höhe möglich: 

ein zentimetergenaues Bild der Erde. 15000-fache Überhöhung 

Mulde im indischen Ozean: 110m 

Buckel im Atlantik: 65m 


Seite 1-5


Erdmessung/Landesvermessung : ! Krümmung der Erdoberfläche ! 

! Verteilung der Schwerebeschleunigung ! 

Erdmessung und 



LANDVERMESSUNG 

Seite 1-6 

Liegenschaftswesen nach der 

Studienordnung vom 1.April 1938 

• Umlegung 

• Städtebau und Siedlungswesen 

• Grundstücksbewerttung 

• Katastertechnik 

• Kulturtechnik 

• Landwirtschaftliche Betriebslehre 

• Wasserbau 

• Straßenbau 

• Landesplanung und landw. Siedlungswesen 

• Kommunales Vermessungs- und Liegenschaftswesen


Gegenstand der Bearbeitung: 

Detailvermessung: Praktische Geodäsie 

Untergliederung je nach Objekt der Aufnahme: (wofür?) 

Katastervermessung topographische Vermes- 

• Eigentumsverhältnisse 

an Grund und Boden 

• Grenzen 

• Flächen 

• Nutzungsarten 

• Liegenschaften (Gebäude) 


sung 

Geländeform 

kartographische Darstellung 

Seite 1-7 

→ Horizontal- / Lagemessung 

Vertikal- / Höhenmessung 

Ingenieurvermessung 

Absteckung und 

Überwachung von 

Bauwerken und Maschinen 

besondere 

Baumessungen: 

• spezielle Bauplanung 

• Absteckung der Bauelemente 

• Baukontrolle

GEODÄSIE ... 

Helmert vor 100 Jahren : 

Geodäsie ist mehr ... 

Studienpläne von heute : 

Geodäsie ist mehr ... 



die Wissenschaft von der Ausmessung und 

Abbildung der Erdoberfläche ... 

Erdmessung , Landesvermessung und 

Einzelmessung 

(Seele, W., forum, 23.Jg., Heft 1, März 1997, 

S.3) 

Theoretische Geodäsie + 

Kartographie und Topographie + 

Photogrammetrie + 

Städtebau, Bodenordnung und Kulturtechnik 

(geodätischer Fachbereich Uni Bonn) 

Geodäsie als Studienfach seit mehr als 100 Jahren : 

1858 

1865 

1877 

1883 

Aktuell neun universitäre geodätische Fachbereiche! 

Seite 1-8 

Dresden 

Karlsruhe 

München 

Berlin und Bonn : Geodäsie für 

Landmesser

1.3 Bezugssysteme 


1.3.1 Bezugssysteme in Lage und Höhe 

Zielsetzung ? → wo ist ... (absolut) 

→ wo ist ... (relativ) 

→ wo war vorher ... und ist hinterher ... (relativ) 

(Feststellung einer Änderung) 

Beispiel: Wo befindet sich die rechte hintere Tischecke ? 

Grundriß (Ansicht von oben) 

1 m 

1 m 

Wand 

xx´ 

P 1 

Tür 

3 m 

3 m 

∆y 

Abb. 1.1 : Bezug in der Lage 

1. Messung 

2 gegeben – 

1 gesucht! 

2. Rechnung 


4 m 

Tischecke 

Tür 

Wand 

y´ 

∆x 

P 2 

y 

Pkt. 

P2 

P1 

Rechts 

y [m] 

36 24681,92 

36 23374,83 

∆y = y2-y1 

= 1307,09 m 

Hoch 

x [m] 

58 90831,87 

58 90179,61 

∆x = x2-x1 

= 652,26 

m 

Durch geeignete Messungen „Zusammenhang“ herstellen 

zwischen koordinatenmäßig bekannten Punkten P1 

und P2 (=Festpunkte) und (lage-) koordinatenmäßig unbekannten 

Punkten (=Neupunkte) 

Über gegebene Koordinaten der Festpunkte und über 

Messungen 

die Koordinaten der Neupunkte berechnen. 

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Analog für die Höhe: 

Beispiel: Wo befindet sich die rechte hintere Tischecke ? 

Aufriß (Ansicht von der Seite) 

50,448 m ü.NN 

Höhenfestpunkt (Höhenbolzen) 

Tisch 

Abb. 1.2 : Bezug in der Höhe 

Es fragt sich jetzt: 

1,20 m 

∆h dh 

1. 

2. 

Durchgeeignete Messungen „Zusammenhang“ 

herstellen zwischen höhenmäßig 

bekannten Punkten (= Höhenfestpunkte) 

und höhenmäßig unbekannten Punkten 

HöheTischecke = HöheHöhenfestpunkt+ ∆h + 1,20 

m 

Was passiert, wenn keine Lage- oder Höhenfestpunkte vorhanden sind ? 

Woher kommen unsere Ausgangs- oder Bezugsgrößen ? 

1.3.2 Bezugsflächen in Erdmessung, Landesvermessung und Detailvermessung 

Erdmessung 

ganz früher : spätestens 

... noch später : 

nach Kolumbus : 

Erde = Kugel, die sich dreht 

und auf die äußere Kräfte einwirken 

Erde = Scheibe 

Abb. 1.3 : Bezugsflächen 


Erde = Kugel 

Seite 1-10 

b 

a 

Ellipsoidnormale 

Lotlinie 

Mond

340 

v.Chr. 

273 

v.Chr. 

Aristoteles beweist Kugelgestalt 

aus Mondfinsternis 


Eratosthenes aus Kyrene berechnet 

aus Gradmessung in 

Alexandria und Assuan den Erdumfang, 

beweist Kugelgestalt 

der Erde und entwirft Gradnetz 

Zur Rolle von Bezügen: 


Äquatorhalbmesser : ca. 6378 km 

Umdrehungsellipsoid (Rotationselipsoid) : 

a − b 

= Abplattung 

a 

1: 

298 

d.h. die Drehachse ist nur ca.3 °/°° 

(0,003) kürzer als die Äquatorachse ! 

Äquator 

Seite 1-11 

Mount Everest 

3000 km 

nördl. Äquator 

Chimborazo 

(Ecuador) 

150 km 

südl. Äquator 

2.) 

1.) 

Erdmittelpunkt 

Mittlere Breite 

a=6378 km 

b= 6357 km 

∆= 21km 

1.) halt ab NN 

2.) hneu ab Erdmittelpunkt 

Berg Gipfel – NN Gipfel - Erdmittelpunkt 

8846 m 

6310 m 

Weltweit höchster 

Berg?! … 

Nr.6 

6382,4 km 

6384,5 km 

(absolut mehr als 

2km höher !!) 

Punkt am Äquator



Lage: 

• Beschränkung auf Länder mittlerer Größe: 

Bezugsfläche = Umdrehungsellipsoid 

• Beschränkung auf kleinere Länder: 

Bezugsfläche = Kugel 

A B 

A B 

Die Strecke zwischen 

den Punkten 

A und B wird auf 

einem Ellipsoid 

zurückgelegt. 

Die Strecke zwischen 

den Punkten 


einem Kreis zurückgelegt. 

Höhe: 

(unbewußt) immer auf den mittleren Meereshorizont (auf das Geoid) bezogen. 


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Detailvermessung 


Lage: 

< 10 km im Quadrat 

Die Strecke zwi- 

Bezugsfläche = Ebene 

A B schen den Punkten 


einer Horizontal- 

Höhe: 

ebene zurückgelegt. 

(unbewusst) immer auf den mittleren Meereshorizont (auf das Geoid) bezogen. 

Was wird im Rahmen der Detailvermessung also vorausgesetzt ? 

⎯→ Die Vermessungsinstrumente werden über Libellen an der 

Richtung der Schwerkraft (= Lotlinie) ausgerichtet ! 

Lotlinie 

Abb. 1.4 : Bezugsfläche für die 

Höhe 


Lotlinie 

Lotlinie 

Seite 1-13 

Die Richtung der Schwerkraft 

(= Schwerevektor) stimmt im 

Allgemeinen nicht mit der 

Ellipsoidnormalen überein !

Bezugsfläche für die Höhe : 


Eine Fläche die 

• überall senkrecht zur Lotlinie steht 

• geometrisch kompliziert ist und 

• auf der überall das gleiche Schwerkraftpotential gilt 

w(x,y,z) = w0 = konst. m2 ⎡ ⎤ 

⎢ 2 ⎥ 

⎣sec 

⎦ 

= Niveaufläche des Erdschwerefeldes = Geoid 

• Oberfläche der Weltmeere, frei von Gezeiten und Strömungen, in mittlerer Lage 

ruhend, unter den Kontinenten fortgesetzt ! 

• Warum Meeresoberfläche ? 

→ stellt sich frei nach Maßgabe der Schwerkraft ein 

• Warum kein Ellipsoid ? 

→ die Massenverteilung im Erdinneren ist unregelmäßig 

Die Abweichungen zwischen Geoid und Ellipsoid sind < 80 m ! 

1.4 Festpunktfelder 

1.4.1 Einführung 

Als Ergebnis der Landesvermessung steht für die Detailvermessung bereit : 

Ein Netz von Lagefestpunkten / Höhenfestpunkten / Schwerefestpunkten 


Seite 1-14

1.4.2 Lagefestpunkte 



Lagefestpunktfeld ⇒ Verbindungslinien benachbarter Punkte bilden Dreiecke ⇒ 

Dreiecksnetze 

• Hauptdreiecksnetz = Netz der Dreiecke 1. Ordnung (Seitenlängen 30-70 km) 

- Ecken sind Trigonometrische Punkte 1. Ordnung (TP 1). 

- Lage: auf Anhöhen, Bergen oder durch Turmspitzen realisiert. 

- Benachbarte TP´s mit Sicht zueinander. 

- Vermarkung : TP-Pfeiler 

- Bestimmung durch 

Triangulation (Winkelmessung) und 

Trilateration (Distanzmessung) zwischen den TP, 

bzw. kombinierte Richtungs- und Distanzmessung 

- Die Winkelsumme im Dreieck beträgt 200 gon + sphärischer Exzess. 

- Der Maßstab wird über Basisvergrößerungsnetze bestimmt. 

• Schrittweise Verdichtung in Netze 

2. Ordnung (TP 2) (Seitenlängen 10-20 km) 



• Weitere Verdichtung durch Polygonzüge 

„Startpunkt“ der Festpunktfelder ist der Zentral- oder Fundamentalpunkt 

als Ausgangspunkt der Landestriangulation 

Für Deutschland gilt: 

Bezugsfläche für die Lage ist das Erdellipsoid nach Bessel 

Zentralpunkt ist der TP 1 - Rauenberg (in der Nähe der Berliner Sternwarte) 

... und woher kommt nun der Zentralpunkt ? 

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geogr.Länge 

Λ = 0 0 

Greenwich 

Ursprung des 

Äquatorsystems 

N 

Rauenberg 

ΦRauenberg 

ΛRauenberg 

Bezugsmeridian Ortsmeridian 


A 

Dreiecksseite 

Äquator 

Abb. 1.5 : Festlegung des Zentralpunktes ‘Rauenberg’ 

durch geographische Koordinaten 

1.4.3 Höhenfestpunkte 

Höhe = lotrechter Abstand über NN („Normal-Null“) 

... mit bekannten geographischen Koordinaten 

... 

... und die Orientierung des angehängten 

Netzes 

über das Azimut einer Dreiecksseite ... 

• Alle Höhenfestpunkte beziehen sich auf die Niveaufläche „Geoid“ 

(Näherung: mittleres Meeresniveau) 

• Amsterdamer Pegel: 

vor ca. 300 Jahren vom dortigen Magistrat festgelegte 

„durchschnittliche Hochwasserlinie der Zuiderzee (heute Ijselmeer)“ 

• Im Jahre 1879 erfolgte ein Nivellement vom festgelegten Nullpunkt des Amsterdamer 

Pegels nach Berlin. An der dortigen Sternwarte (Potsdam) wurde eine 

Strichmarke angebracht und zum Normalhöhenpunkt NH (37 m ü.NN) erklärt. 

Die Sternwarte wurde 1912 abgerissen und der Normalhöhenpunkt um ca.40 km 

östlich von Berlin (Hoppegarten) verlegt. Die Höhe des NH dort beträgt 54.638 m 

ü.NN. Über der Bezugsfläche wurde durch geometrische Höhenmessungen ein 

neues Höhenfestpunktnetz, das Nivellementpunktfeld aufgebaut. 


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Daher gilt seitdem für Deutschland: 



Die Bezugsfläche für die Höhe ist diejenige Niveaufläche der Erde, 

die 37 m unterhalb des Normalhöhenpunktes verläuft. Diese Bezugshöhe wird mit 

NN (Normal-Null), jede Höhe in „Meter über NN“ angegeben. 

Die Angaben einzelner Bundesländer und des Auslandes haben teilweise andere, 

von NN abweichende Bezugsniveaus. Sie liegen oft nahe dem mittleren Wasserstand 

an der Küste des betreffenden Landes. 

Niederlande -0,02 m 

Österreich -0,31 m 

(DDR +0,16 m) 

Ausnahme: Belgien → Nullfläche deutlich tiefer: -2,30 m 

Über Deutschland ist ein maschenartig angeordnetes Netz von Nivellement-Punkten 

(NivP) unterschiedlicher Genauigkeit und Gewichtung gelegt worden: 

Netz 1.Ordnung NivP (1) Maschenweite 30 – 50 km 

2.Ordnung NivP (2) 15 – 20 km 

3.Ordnung NivP (3) 2 – 10 km 

1.4.4 Schwerefestpunkte 

Im Schwerenetz der Landesvermessung werden relativ zum globalen Bezug (Potsdamer 

Schweresystem) mittels Gravimetermessungen Änderungen der Schwerebeschleunigung 

auf den untersuchten Punkten festgestellt. 

Gravimeter: Auslenkung einer Feder durch ein Prüfgewicht - rechnerisch reduziert 

um den zeitlich versetzten Effekt des Mondes. 

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1.5 Einsatz moderner Technologien 

1.5.1 Einführung 

... bisher: „alte Schule“ zur Erkundung der Erde ... 

... deren Kenntnis notwendig ist, um das Vorhandene verstehen zu können. 

Zunehmend jedoch kommt es zum Einsatz moderner Technologien, 

so beispielsweise die Bereitstellung des Satellitensystems GPS durch die USA: 

Die bekannten Koordinaten der GPS-Satelliten im WGS84 (world geodetic system 

1984 – geozentrisch, erdfest) erlauben weltweit und jederzeit die Bestimmung 

der eigenen Position! 

NAVigation System Time And 

Ranging 

NAVSTAR - GPS 

Seite 1-18 

Global Positioning System 

! hohe Genauigkeit unabhängig von der Punktentfernung ! 

! Sichtverbindung ist überflüssig ! 

Darüber hinaus gibt es inzwischen alternative, ergänzende Ansätze des GPS- 

Systems wie 

• GLONASS (russisch) 

• Galileo (europäisch) 

… und eine Vielzahl weiterer Satelliten unterschiedlichster Technik und Aufgabenstellung!



Warum stürzen Satelliten nicht ab? Weil sie schnell genug fliegen! 

• Balance zwischen Erdanziehung und nach außen gerichteter Schwerkraft 

• Geostationäre Satelliten: immer an der selben Stelle über der Erde → 

in 24h eine Umkreisung des Planeten, der sich selbst auch dreht. 

o Höhe: 36000km 

o Geschwindigkeit: 3,08km/sec 

(R=36000+6378km; U=2πR in 24h zurückgelegt!) 

• Wetter- und Spionagesatelliten: 

o tiefer und schneller! 

(wegen stärkerer Erdanziehung ist größere Fliehkraft erforderlich) 

o Abbremsung durch Luftreste der äußeren Atmosphäre - 

Gegensteuerung durch Triebwerke 

• Und sollte es doch passieren, dass sie abstürzen, verglühen sie … 

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1.5.2 GPS-Systemkonfiguration 

Weltraumsegment 



• 24 Satelliten mit hochpräzisen Atomuhren 

• 6 Umlaufbahnen ca. 20000 km Höhe 

• Umlaufperiode 12 h 

• Bahnneigung 55 o 

• 2 Trägerfrequenzen aufmoduliert: 

• Pseudozufallscode: 

Kontrollsegment 

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L1 = 1575,42 MHz = 19,05 cm 

L2 = 1227,60 MHz = 24,45 cm 

(2 Frequenzen → 

Elimination der Ionospäreneinflüsse) 

L1 : Cosinuswelle mit präzisem P-Code, Sinuswelle mit C/A- (Grob-) 

Code 

L2 : nur Sinuswelle mit P-Code + Satellitenpositionen und Zeitangaben 

zusätzlich als Dehnsignal 

• Beobachtung der Satelliten 

• Beobachtung der Bahndaten 

• Beobachtung der Atomuhren 

• Übersendung der Epherimiden und Vorhersagen über Uhrenintervall an Satelliten 

• Kontrollsegment besteht aus 1 Master-Kontrollstation und 4 Monitorstationen 

Benutzersegment 

• alle GPS-Navigationsempfänger (Antenne + Gerät) auf der Erde, in der Luft, auf 

dem Wasser 

… für die weltweit und jederzeit 6-8 Satelliten sichtbar sind!

1.5.3 GPS-Messprinzip 


Anwendung des Benutzersegmentes 

statische Positionierung dynamische Positionierung 

(Navigation, geringere Genauigkeit) 

Punktbestimmung 

Messung 

absolut relativ Laufzeit Phasen 

Pseudodistanzmessung Distanzmessung 


Seite 1-21

1. AbsolutePunktbestimmung : 

Pseudodistanzmessung 



Prinzip: Positionsbestimmung durch Streckenmessung! 

Empfänger ermittelt Strecke zu Satelliten. 

• Laufzeitmessung über C/A- und P-Code 

• Absendung: Zielpunkt t1 (Info auf Code aufgeprägt) 

• Ankunftszeit: Zielpunkt t2 , t1 wird gelesen 

Vorher: Synchronisation der Uhren, 

(ansonsten: proportional zur Uhrdifferenz 

„falsche“ Distanz = Pseudodistanz) 

• (t2-t1) , Lichtgeschwindigkeit → Distanz 

• unbekannt: 3 Koordinaten (Empfangsposition), 1 Uhrdifferenz 

• benötigt: gleichzeitige Messung zu 4 Satelliten 

Phasenmessung 

• über die Phase der Trägerwelle ⇒ Vergleich mit der Phase des Referenzsignals 

im Empfänger 

⇒ Phasenverschiebung ⇒ Teil der Distanz als Teil der Trägerwelle 

• Auflösung im Submillimeterbereich 

• unbekannt: Anzahl der ganzen Wellenlängen 

⇒ entsprechende Messanordnung oder 

a priori Kenntnisse von Näherungswerten 

2. Relative Punktbestimmung ⇒ Koordinatendifferenzen 

(Genauigkeit im Millimeterbereich) 

⇓ 

mindestens notwendig: 2 Empfänger, gleichzeitig 

1.Referenpunkt ⎫ 

⎬ Differenz 

2. Neupunkt ⎭ 

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1.5.4 GPS-Koordinatenbestimmung über Code 

1.5.5 D(ifferentielles)GPS 

1.5.6 Präzises D(ifferentielles)GPS 

1.5.7 Galileo 

Galileo ist der Name des europäischen Satellitennavigationssytems. Bisher wurden 

1,5 Mrd. Euro in die Entwicklung investiert (2007). Für den Endausbau bis 2013 stellt 

der EU-Haushalt weitere 3,4 Mrd. Euro bereit. [1] Galileo soll weltweit Daten zur genauen 

Positionsbestimmung liefern und ähnelt im Aufbau dem US-amerikanischen 

NAVSTAR-GPS und dem russischen GLONASS-System. Allerdings wurde Galileo 

für zivile Zwecke konzipiert und unterliegt nicht, wie NAVSTAR-GPS oder GLO- 

NASS, einer nationalen militärischen Kontrolle. [2] 

Galileo wird, entgegen früheren Planungen, zumindest zu dem dann modernisierten 

NAVSTAR-GPS-System (GPS III; ab 2010) kompatibel sein. Dies hat den Vorteil, 

dass durch die Kombination der GPS- und Galileo-Signale eine deutlich verbesserte 

Abdeckung, mit einer Verfügbarkeit von jederzeit bis zu 15 Satelliten, erreicht werden 

sollte. Allerdings gilt als sicher, dass heutige „normale“ GPS-Empfänger, trotz dieser 

Kompatibilität, nicht für das zukünftige satellitengestützte Navigationssystem Galileo 

genutzt werden können. 

Auch wird Galileo, wie schon das NAVSTAR-GPS-System, nicht völlig frei nutzbar 

sein. Bei NAVSTAR-GPS sind genaue Positionsdaten dem amerikanischen Militär 

vorbehalten, bei Galileo sollen dann gegen Bezahlung qualitativ unterschiedliche 

(Daten-)Dienste zur Positionsbestimmung bereitgestellt werden. Der Empfang des 

Offenen Dienstes, der dem Leistungsspektrum des jetzigen GPS ähnelt, wird dann 

allerdings auch kostenlos sein. 

Konzept: 

• 30 Satelliten (27 plus drei Ersatz) 

• Kreisbahn um die Erde in Höhe von etwa 23.260 km 

drei Bahnebenen mit einer Inklination von 56° in einer Walker-Konstellation 

(27/3/1). Pro Bahnebene sind neun Satelliten vorgesehen plus zusätzlich ein 

Reservesatellit. Sie haben einen Abstand von 40° mit einer Abweichung von 

maximal 2°, entsprechend 1000 km. Bei einer Höhe von 23.616 km über NN 

benötigen die Satelliten zehn Tage, um nach 17 Umläufen den Ausgangspunkt 

wieder zu erreichen. 

• Netz von Bodenstationen, die die Satelliten kontrollieren 

• Taschenempfänger in der Größe eines Handys können aus den Funksignalen 

der Satelliten die eigene Position mit einer Genauigkeit von wenigen 

Zentimetern bestimmen. 

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Technische Daten der Satelliten: 

• Giove-A1 – Erster Test-Satellit 



Bezeich- „Giove-A“ (ital. „Jupiter“ bzw. „Galileo In-Orbit Validation Element“); Bezeichnung 

nung: vor dem Start: „GSTB-v2 A“ („Galileo System Test Bed“) 

Nutzlast: Signalgenerator, Rubidium-Atomuhren 

Hersteller: Surrey Satellite Technology 

Startmasse: 600 kg 

Leistung: 700 W 

Größe: 1,3 m × 1,8 m × 1,65 m 

Gestartet: 28. Dezember 2005 6:19 Uhr MEZ 

ID: COSPAR/WWAS Int Id: 2005-051A 

ID: USStratCom Cat #: 28922 

Träger: Sojus-FG/Fregat 

• Giove-B – Zweiter Test-Satellit 

Bezeichnung: 

„Giove-B“; bisherige Bezeichnung: „GSTB-v2 B“ 

Nutzlast: 

Signalgenerator, Rubidium- und Wasserstoffmaser- 

Atomuhren 

Hersteller: EADS Astrium 

Startmasse: 523 kg 

Leistung: 943 W 

Größe: 0,955 m × 0,955 m × 2,4 m 

Starttermin: 27. April 2008 [16] 

Träger: voraussichtlich Sojus-Fregat 

(Stand: 04’2008) 

Planung (Erste und zweite Phase) 

Die erste Projektphase zur Definition der Aufgaben finanziert die ESA mit ca. 100 Mio 

EUR. Die Planungs- und Definitionsphase schloss mit dem Start und der Inbetriebnahme 

zweier Testsatelliten und der zugehörigen Bodenstationen im Januar 2006 

ab. Der Test der Sendefrequenzen musste vor dem 10. Juni 2006 erfolgen, weil 

sonst die Reservierung für die Galileo-Frequenzbänder bei der ITU verfallen wäre. 

Mit der Entwicklung, Start und Test von vier Galileo-Satelliten (In Orbit Validation I- 

OV) endet die zweite Phase. Anfang 2003 vereinbarten die Raumfahrtagenturen Europas 

und Russlands, die GLONASS-Satelliten zum Test ausgewählter Teile des 

Galileo-Systems zu nutzen. Hierbei soll auch die Kompatibilität beider Systeme geprüft 

werden. 

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Dienste 



Der Offene Dienst (Open Service, OS) 

soll frei und kostenlos zugänglich sein. Er liefert Daten über die eigene Position mit 

einer Genauigkeit von wenigen Metern und die Uhrzeit mit der Genauigkeit einer Atomuhr 

(besser als 10-13). Der OS benutzt zwei Sendefrequenzen um damit Ionosphärenstörungen 

korrigieren zu können. GPS benutzt aus dem gleichen Grund ebenfalls 

zwei Sendefrequenzen (1227,60 MHz und 1575,42 MHz). Die höhere Anzahl 

von Satelliten, 27 gegenüber 24 bei GPS, soll die Empfangsabdeckung in 

Städten von 50 Prozent auf 95 Prozent steigern. 

(Frequenzbänder: 1164–1214 MHz und 1563–1591 MHz) 

Der Kommerzielle Dienst (Commercial Service, CS) 

ermöglicht die zusätzliche Übertragung von kostenpflichtigen Navigationsdaten (Übertragungsrate 

von ca. 500 bit/s), beispielsweise Korrekturdaten zur Steigerung der 

Positionsgenauigkeit um ein bis zwei Größenordnungen. Er ist u. a. auch für sicherheitskritische 

Anwendungen ausgelegt (z. B. Flugsicherung). 

(Frequenzbänder: 1164–1214 MHz, 1260–1300 MHz und 1563–1591 MHz) 

Der Safety-of-Life-Dienst (SoL) steht sicherheitskritischen Bereichen zur Verfügung, 

z. B. dem Luft- und dem Schienenverkehr. Er ist das Korrektiv zu den Risiken, 

die sich aus den kommerziellen Anwendungen (oben) ergeben können. Er warnt die 

Nutzer innerhalb von sechs Sekunden, wenn das System wegen Positionierungsfehlern 

nicht genutzt werden sollte. 


Der Staatliche Dienst (Public Regulated Service, PRS) steht ausschließlich hoheitlichen 

Diensten zur Verfügung, also Polizei, Küstenwache oder Geheimdienst. 

Als Dual-Use-System wird es auch für militärische Anwendungen zur Verfügung stehen. 

Das verschlüsselte Signal ist weitgehend gegen Störungen und Verfälschungen 

gesichert. 


Der Such- und Rettungsdienst (Search And Rescue, SAR) erlaubt die weltweite 

Ortung von Hilfsanfragen, z. B. von Schiffen, die in Seenot geraten sind. Auch ein 

einfacher Dialog mit der Rettungsstelle soll möglich sein. Der Dienst arbeitet mit 

COSPAS-SARSAT zusammen und verbessert die Schnelligkeit und Genauigkeit der 

Positionsbestimmung. 

(Auszüge aus wikipedia) 

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Mehr: 

Private homepage! Stand 2006-07. 

Geodäsie&GPS (insbesondere Galileo) 



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Kapitel 1 - Einführung

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